JPH1068343A

JPH1068343A - 排気ガス還流制御装置

Info

Publication number: JPH1068343A
Application number: JP8227218A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kamura; 均加村; Kenjirou Hatayama; 健二郎幡山; Toshiro Nomura; 俊郎野村; Hiroki Tamura; 宏記田村
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1998-03-10
Anticipated expiration: 2016-08-28
Also published as: JP3204113B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、燃料噴射モードを切り換え可能な
内燃機関に用いられる排気ガス還流制御装置に関し、燃
料噴射モードの切り換え時の目標排気ガス再循環量の変
更による燃焼状態の悪化を防止できるようにする。【解決手段】異なる目標空燃比に基づいて設定される
複数の燃料噴射モードを切り換え可能な内燃機関におい
て、排気ガスの一部を吸気に還流する排気ガス還流装置
２００と、各燃料噴射モード毎に異なる目標排気ガス還
流量を設定する目標排気ガス還流量設定手段１００とを
そなえ、燃料噴射モード切り換え時に、目標排気ガス還
流量設定手段１００により設定される目標排気ガス還流
量を減少させるように補正する排気ガス還流量補正手段
１００ａを設けるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射モードを
切り換え可能な内燃機関に用いられる排気ガス還流制御
装置に関し、特に、内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴
射する筒内噴射式内燃機関に用いて好適の、排気ガス還
流制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用エンジンにおいては、燃
費向上の観点から、燃焼空燃比を理論空燃比よりも大き
く設定したリーンバーンエンジンが提案されている。と
ころで、リーンバーンエンジンは、一般にその燃焼空燃
比を大きくすればするほど燃費向上が図られる反面で、
燃焼悪化による限界が発生する。この限界を極力高める
手法として、燃焼室内の着火点近傍の空燃比をリッチな
混合状態とする一方、燃焼室内の総合空燃比は大きく維
持して、層状燃焼を行なう技術が提案されている。

【０００３】また、燃料のより希薄な混合気で機関の運
転を行なえるようにするために、気筒内に直接燃料を噴
射するようにした筒内噴射型エンジンも開発されてい
る。特に、このような筒内噴射型エンジンでは、例えば
圧縮行程後期に燃料噴射を行なうことができるため、気
筒内にタンブル流等の層状の縦渦流を発生させ、この層
状縦渦流へ点火プラグの着火直前（例えば圧縮行程後
期）に燃料噴射を行なうことにより、点火プラグの近傍
のみをリッチな混合気の状態として燃焼性を確保しなが
ら、全体としては極めてリーンな混合気による低燃費運
転を実現できる。

【０００４】ところで、リーン燃焼を行なう場合には、
その燃焼空燃比を大きくすればするほどＮＯｘ生成量が
低下することが知られているが、リーン層状燃焼を行な
った場合には、着火点近傍の空燃比は比較的小さいた
め、ＮＯｘ生成量の低減にも一定の限界がある。そこ
で、このＮＯｘ低減を行なう手段としては、排気ガスの
還流（ＥＧＲ）を行なうことが考えられ、例えば圧縮リ
ーンモード時には大量の排気ガスを還流させて、ＮＯ_X
の低減化を図るのである。

【０００５】また、このような内燃機関では、各運転モ
ード（燃料噴射モード）毎に応じた目標排気ガス還流量
が設定されており、運転モード切り換え時には、排気ガ
ス還流量が速やかに目標排気ガス還流量となるようにＥ
ＧＲバルブの制御が行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
燃料噴射モード（運転モード）の切り換えの前後におい
てもＥＧＲを作動させるような場合、切り換え後の燃料
噴射モードに応じて目標排気ガス還流量を一気に切り換
えてしまうと、燃焼室内の燃焼状態が悪化してしまうお
それがある。

【０００７】すなわち、燃料噴射モードの切り換え時に
は、エンジンのトルク変動を抑制するために、エアバイ
パスバルブ（ＡＢＶ）による空気量制御や燃料噴射弁
（インジェクタ）による燃料噴射量制御により目標空燃
比Ａ／Ｆの変更等を行なっているが、このような場合
に、目標排気ガス還流量のみを燃料噴射モードに応じて
一気に切り換えてしまうと、燃焼状態が急激に変動して
しまうのである。

【０００８】さらに、大量の排気ガスを還流させる運転
モードから小量の排気ガスを還流させる運転モード（排
気ガスを還流させない運転モードを含む）に切り換えら
れる場合、例えばストイキオモードから圧縮リーンモー
ドに切り換えられる時には、還流される排気ガスが排気
ガス還流通路内や吸気通路内に残留するため、運転モー
ドに応じて単純に目標排気ガス還流量を切り換えてしま
うと、運転モード切り換え直後には、実排気ガス還流量
が目標値よりも増大して燃焼状態が悪化してしまうので
ある。

【０００９】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、運転モードの切り換え時の目標排気ガス再循
環量の変更による燃焼状態の悪化を防止するようにし
た、排気ガス還流制御装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の排気ガス還流制御装置は、異なる目標空燃比
に基づいて設定される複数の燃料噴射モードを切り換え
可能な内燃機関において、排気ガスの一部を吸気に還流
する排気ガス還流装置と、各燃料噴射モード毎に異なる
目標排気ガス還流量を設定する目標排気ガス還流量設定
手段とをそなえ、該燃料噴射モード切り換え時に、該目
標排気ガス還流量設定手段により設定される該目標排気
ガス還流量よりも該排気ガス還流量が小さくなるように
補正する排気ガス還流量補正手段が設けられていること
を特徴としている。

【００１１】また、請求項２記載の本発明の排気ガス還
流制御装置は、上記請求項１記載の構成に加えて、該目
標排気ガス還流量設定手段により設定される目標排気ガ
ス還流量が減少する方向に燃料噴射モードが切り換えら
れた時には、該排気ガス還流量補正手段により該排気ガ
ス還流量が略０に補正されるように構成されていること
を特徴としている。

【００１２】また、請求項３記載の本発明の排気ガス還
流制御装置は、上記請求項１又は２記載の構成に加え
て、該内燃機関が、該内燃機関の運転状態に応じて、主
として圧縮行程で燃料噴射を行なうとともに理論空燃比
よりも希薄側空燃比で運転する圧縮行程噴射モードと、
主として吸気行程で燃料噴射を行なうとともに該希薄空
燃比よりも濃化側空燃比で運転する吸気行程噴射モード
とを切り換え可能な筒内噴射内燃機関であって、該燃料
噴射モードに応じて、該内燃機関の燃焼室に供給される
空気量を補正する空気量補正手段をそなえていることを
特徴としている。

【００１３】また、請求項４記載の本発明の排気ガス還
流制御装置は、上記請求項１記載の構成に加えて、該内
燃機関が、該燃料噴射モードの切り換え時に空燃比が切
り換えられるように構成され、該空燃比が切り換えられ
た時には、該目標排気ガス還流量設定手段により設定さ
れる該目標排気ガス還流量よりも該排気ガス還流量が小
さく設定されるように構成されていることを特徴として
いる。

【００１４】さらに、請求項５記載の本発明の排気ガス
還流制御装置は、該内燃機関が、該燃料噴射モードの
切り換え時に空燃比が切り換えられるように構成され、
該空燃比の切り換え時には、該空燃比の切り換えに先立
って、該目標排気ガス還流量設定手段により設定される
該目標排気ガス還流量よりも該排気ガス還流量が小さく
設定されるように構成されていることを特徴としてい
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態としての排気ガス還流制御装置について説明する
と、本装置は、図２に示すような筒内噴射エンジンに設
けられている。まず、本装置を有する筒内噴射エンジン
の構成について、図２を参照しながら説明すると、図２
において、１はエンジン本体、２は吸気通路、３はスロ
ットル弁設置部分、４はエアクリーナ、５はバイパス通
路（第２バイパス通路）、６は第２バイパス通路５内を
流通する空気量を調整しうる第２エアバイパスバルブ
（＃２ＡＢＶ）である。吸気通路２は、上流側から吸気
管７，サージタンク８，吸気マニホールド９の順で接続
された構成になっており、第２バイパス通路５はサージ
タンク８の上流側に設けられている。第２エアバイパス
バルブ６は、ステッパモータで所要の開度に駆動される
ようになっているが、この第２エアバイパスバルブ６
は、電磁弁によるデューティ制御を用いて開度調整を行
なうようにしてもよい。

【００１６】さらに、１２はアイドルスピードコントロ
ール機能をそなえたものであり、バイパス通路（第１バ
イパス通路）１３とバイパスバルブとしての第１エアバ
イパスバルブ（＃１ＡＢＶ）１４とからなり、第１エア
バイパスバルブ１４は図示しないステッパモータで駆動
されるようになっている。また、１５はスロットルバル
ブであり、第１バイパス通路１３及び第２バイパス通路
５は、吸気通路２のスロットルバルブ１５の装着部分を
バイパスするようにしてそれぞれの上流端及び下流端を
吸気通路２に接続されている。

【００１７】さらに、第１エアバイパスバルブ１４，第
２エアバイパスバルブ６の各開閉制御は、制御手段とし
ての電子制御装置（ＥＣＵ）１６を通じて行なわれるよ
うになっている。また、１７は排気通路、１８は燃焼室
であり、吸気通路２及び排気通路１７の燃焼室１８への
開口部、即ち吸気ポート２Ａ及び排気ポート１７Ａに
は、吸気弁１９及び排気弁２０が装備されている。

【００１８】そして、２１は燃料噴射弁（インジェク
タ）であり、本エンジンでは、このインジェクタ２１が
燃焼室１８へ直接燃料噴射するように配設されている。
さらに、２２は燃料タンク、２３Ａ〜２３Ｅは燃料供給
路、２４は低圧燃料ポンプ、２５は高圧燃料ポンプ、２
６は低圧レギュレータ、２７は高圧レギュレータ、２８
はデリバリパイプであり、燃料タンク２２内の燃料を低
圧燃料ポンプ２４で駆動して更に高圧燃料ポンプ２５で
加圧して所定の高圧状態で燃料供給路２３Ａ，２３Ｂ，
デリバリパイプ２８を通じてインジェクタ２１へ供給す
るようになっている。この際、低圧燃料ポンプ２４から
吐出された燃料圧力は低圧レギュレータ２６で調圧さ
れ、高圧燃料ポンプ２５で加圧されてデリバリパイプ２
８に導かれる燃料圧力は高圧レギュレータ２７で調圧さ
れるようになっている。

【００１９】また、２９はエンジン１の排気通路１７内
の排出ガス（排気ガス）を吸気通路２内に還流させる排
気ガス還流通路（ＥＧＲ通路）、３０はＥＧＲ通路２９
を通じて吸気通路２内に還流する排気ガスの還流量を調
整する排気ガス量調整手段としてのステッパモータ式の
バルブ（ＥＧＲバルブ）であり、３１はブローバイガス
を還元する流路であり、３２はクランク室積極換気用の
通路、３３はクランク室積極換気用のバルブであり、３
４はキャニスタであり、３５は排気ガス浄化用触媒（こ
こでは、三元触媒）である。

【００２０】そして、主にＥＧＲ通路２９及びＥＧＲバ
ルブ３０とから排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）２００
が構成されている。ところで、ＥＣＵ１６では、図２に
示すように、第１エアバイパスバルブ１４，第２エアバ
イパスバルブ６の開閉制御又は開度制御を行なうほか、
インジェクタ２１や図示しない点火プラグのための点火
コイルやＥＧＲバルブ３０の制御や高圧レギュレータ２
７による燃圧制御も行なうようになっている。これらの
制御のために、図２に示すように、エアフローセンサ４
４，吸気温度センサ３６，スロットル開度を検出するス
ロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）３７，アイドルス
イッチ３８，エアコンスイッチ（図示略），変速ポジシ
ョンセンサ（図示略），車速センサ（図示略），パワー
ステアリングの作動状態を検出するパワステスイッチ
（図示略），スタータスイッチ（図示略），第１気筒検
出センサ４０，クランク角センサ４１，エンジンの冷却
水温を検出する水温センサ４２，排気ガス中の酸素濃度
を検出するＯ₂ センサ４３等が設けられ、ＥＣＵ１６に
接続されている。なお、クランク角センサ４１に基づい
てエンジン回転数を算出でき、例えばＥＣＵ１６内にこ
のようなエンジン回転数演算機能がそなえられている。
そこで、このクランク角センサ４１とエンジン回転数演
算機能とからエンジン回転数センサが構成されるが、こ
こではクランク角センサ４１についても便宜上エンジン
回転数センサとよぶ。

【００２１】そして、図１に示すように、これらのスロ
ットルポジションセンサ（ＴＰＳ）３７及びエンジン回
転数センサ４１により、エンジンの運転状態を検出する
運転状態検出手段１０１が構成されている。ここで、Ｅ
ＣＵ１６を通じたエンジンに関する制御内容について、
図３の制御ブロック図に基づいて説明する。

【００２２】本エンジンでは、燃焼室１８内に均一に燃
料を噴射することで成立しうる予混合燃焼と、燃焼室１
８内に臨んだ図示しない点火プラグの周囲に噴射燃料を
偏在させることで成立しうる層状リーン燃焼とを運転状
態に応じて切り換えるエンジンである。そして、本エン
ジンは、エンジンの運転モード（燃料噴射モード）とし
て、圧縮行程で燃料噴射を行なって層状リーン燃焼を行
なう後期リーン燃焼運転モード（後期リーンモード）
と、吸気行程で燃料噴射を行なって予混合燃焼を行なう
前期リーン燃焼運転モード（前期リーンモード），スト
イキオフィードバック運転燃焼運転モード（ストイキオ
運転モード），オープンループ燃焼運転モード（ストイ
キオ運転モード又はエンリッチ運転モード）の４モード
が設けられている。なお、各モードにおいて、ＥＧＲを
作動させる場合とＥＧＲを停止させる場合とが設定され
ており、エンジンの運転状態や車両の走行状態等に応じ
てこれらのモードの何れかが選択され、燃料の供給制御
が行なわれる。

【００２３】このため、図１に示すように、ＥＣＵ１６
には、運転状態検出手段１０１から検出されるエンジン
の運転状態、具体的にはエンジンの負荷状態Ｐｅとエン
ジンの機関回転数Ｎｅとが入力されるようになってお
り、ＥＣＵ１６では、入力されたエンジンの運転状態
（ここでは、Ｐｅ，Ｎｅ）に応じて、運転モード選択手
段３００により上述のような各運転モードを選択するよ
うになっている。ＥＣＵ１６では、さらに、この選択し
た運転モードに基づいてやはりエンジンの運転状態（Ｐ
ｅ，Ｎｅ）に応じて空燃比を設定して、この設定した空
燃比に基づいて各気筒毎に設けられた燃料噴射弁２１に
よる燃料供給を制御する。

【００２４】一般には、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジ
ン負荷Ｐｅに対して、図４に示すような領域傾向で、エ
ンリッチ運転モード，ストイキオ運転モード，前期リー
ンモード，後期リーンモードが設定される。さて、上述
のモードのうち、後期リーンモードは、最も希薄な燃焼
（空燃比が３０〜４０程度）を実現できるが、このモー
ドでは、燃料噴射を圧縮行程後期のように極めて点火時
期に近い段階で行ない、しかも燃料を点火プラグの近傍
に集めて部分的にはリッチにし全体的にはリーンとしな
がら着火性，燃焼安定性を確保しつつ節約運転を行なう
ようにしている。

【００２５】また、前期リーンモードも希薄燃焼（空燃
比が２０〜２４程度）を実現できるが、このモードで
は、燃料噴射を後期リーンモードよりも前の吸気行程に
行ない、燃料を燃焼室内に拡散させて全体空燃比をリー
ンにしながら着火性，燃焼安定性を確保しつつある程度
の出力を確保するようにして、節約運転を行なうように
している。

【００２６】ストイキオ運転モードは、Ｏ₂ センサの出
力に基づいて、空燃比をストイキオ又はストイキオ近傍
の状態に維持しながら十分なエンジン出力を効率よく得
られるようにしている。また、オープンループ燃焼運転
モードでは、加速時や発進時等に十分な出力が得られる
ように、オープンループ制御によりストイキオ又はこれ
よりもリッチな空燃比での燃焼を行なう。

【００２７】まず、各バルブ６，１４の開度制御から説
明すると、ＥＣＵ１６にはエンジン運転状態に応じて要
求空気量を設定する機能がそなえられ、設定した要求空
気量に応じて各バルブ６，１４の開度制御が行なわれ
る。具体的には、図３に示すように、まず、スロットル
センサで検出されたスロットル開度θth又は図示しない
アクセル開度センサからのアクセル開度情報とクランク
角センサからの検出情報に基づいたエンジン回転速度Ｎ
ｅとから、マップに基づいて目標エンジン負荷（目標Ｐ
ｅ）を設定する（ブロックＢ１）。

【００２８】一方、エアコンスイッチからの情報に基づ
いてエアコンディショナがオンであればエンジン回転速
度Ｎｅからマップに基づいてエアコン対応補正量ΔＰｅ
acを設定し（ブロックＢ２）、パワステスイッチからの
情報に基づいてパワーステアリングがオンであればエン
ジン回転速度Ｎｅからマップに基づいてパワステ対応補
正量ΔＰｅpsを設定し（ブロックＢ３）、インヒビタス
イッチからの情報に基づいて始動時にはエンジン回転速
度Ｎｅからマップに基づいてインヒビタ対応補正量ΔＰ
ｅinh を設定する（ブロックＢ４）。

【００２９】そして、適宜これらの対応補正量ΔＰｅa
c，ΔＰｅps，ΔＰｅinh によって、目標Ｐｅを補正す
る。そして、この補正後目標ＰｅをスイッチＳ１を通じ
て適宜フィルタリングし（ブロックＢ５）、このように
して得られた目標Ｐｅとエンジン回転速度Ｎｅとから、
マップに基づいて要求空気量（又は、目標吸入空気量）
Ｑに応じたバルブ開度に関する制御量Ｐｏｓを設定す
る。

【００３０】この制御量Ｐｏｓの設定にあたっては、ブ
ロックＢ７に示すように複数のマップからエンジンの運
転状態に応じたものを選択して用いられ、スイッチＳ
２，Ｓ３を通じて、エンジンの運転状態に応じて信号が
出力される。ここでは、エンジンの運転状態として、最
も希薄燃焼となる後期リーンモードと、これに次いだ希
薄燃焼となる前期リーンモードと、ストイキオ運転モー
ドの内のＥＧＲ作動中との３モードに関してマップが設
けられ、これらのモードの場合にのみ要求空気量を設定
する。

【００３１】また、スイッチＳ４により、アイドル運転
状態が成立した場合には、ブロックＢ８に示すようにエ
ンジン回転数のフィードバックに基づいた要求空気量
（又は、目標吸入空気量）＃１ＡＢＶＱの制御量＃１Ａ
ＢＶＰｏｓ（この場合には、第１エアバイパスバルブを
主体とした目標開度となる）を設定する。上述のブロッ
クＢ７，Ｂ８を通じた要求空気量Ｑ，＃１ＡＢＶＱに対
応する量を設定する機能部分は、要求空気量設定手段
（図示略）に相当する。

【００３２】このようにして得られた制御量Ｐｏｓ又は
＃１ＡＢＶＰｏｓに応じて、第２エアバイパスバルブ６
の開度位置の設定又はデューティ比の設定（ブロックＢ
１０）、第１エアバイパスバルブ１４の開度位置の設定
（ブロックＢ１１）が行なわれ、第１エアバイパスバル
ブ１４，第２エアバイパスバルブ６が所要の状態に制御
される。

【００３３】さらに、図３に基づいて、インジェクタ２
１，点火コイル，ＥＧＲの各制御について説明する。イ
ンジェクタ２１の駆動のためには、インジェクタ２１の
噴射開始時期と噴射終了時期とを設定する必要がある
が、ここでは、インジェクタ駆動時間Ｔinj とインジェ
クタ２１の噴射終了時期とを設定して、これに基づい
て、インジェクタ２１の噴射開始時期を逆算しながら、
インジェクタ２１の駆動のタイミングを決定している。
これらの設定は、ＥＣＵ１６でエンジン運転状態に応
じて行なわれる。

【００３４】インジェクタ駆動時間Ｔinj の設定には、
まず、フィルタリング処理（ブロックＢ６）された補正
後目標Ｐｅとエンジン回転速度Ｎｅとから、マップに基
づいて空燃比Ａ／Ｆを設定する（ブロックＢ１２）。こ
の場合の設定マップも、後期リーンモードでＥＧＲ作動
中と、後期リーンモードでＥＧＲ停止中と、前期リーン
モードと、オープンループモードとの４モードに関して
設けられており、エンジンの運転状態に応じたものを選
択して用いられる。

【００３５】こうして得られた空燃比Ａ／Ｆと、エアフ
ロセンサで検出された吸気量Ｑpbとから、インジェクタ
駆動時間Ｔinj を算出する（ブロックＢ１３）。そし
て、このインジェクタ駆動時間Ｔinj に、気筒別インジ
ェクタ不均率補正（ブロックＢ１４）及び気筒別デッド
タイム補正（ブロックＢ１５）を施す。一方、目標Ｐｅ
とエンジン回転速度Ｎｅとから減速時用噴射時間ＴDEC
を算出して（ブロックＢ１６）、減速時で且つ後期リー
ン運転時には、スイッチＳ５を通じて、ブロックＢ１３
で得られたインジェクタ駆動時間Ｔinj とこの減速時用
噴射時間ＴDEC とのうちの小さいほうを選択して（ブロ
ックＢ１７）、これをインジェクタ駆動時間に決定す
る。

【００３６】インジェクタ２１の噴射終了時期の設定
も、フィルタリング処理（ブロックＢ６）された補正後
目標Ｐｅとエンジン回転速度Ｎｅとから、マップに基づ
いて噴射終了時期を設定する（ブロックＢ１８）。この
場合の設定マップも、後期リーンモードでＥＧＲ作動中
と、後期リーンモードでＥＧＲ停止中と、前期リーンモ
ードと、オープンループ運転又はストイキオフィードバ
ック運転のモードとの４モードに関して設けられてお
り、エンジンの運転状態に応じたものを選択して用いら
れる。

【００３７】こうして得られた噴射終了時期に後期リー
ンモードの場合には水温補正を施して噴射終了時期を得
るようにしている。このようにして得られたインジェク
タ駆動時間Ｔinj 及び噴射終了時期に基づいて、インジ
ェクタ２１の駆動を行なう。また、点火コイルによる点
火プラグの点火時期についても、フィルタリング処理
（ブロックＢ６）された補正後目標Ｐｅとエンジン回転
速度Ｎｅとから、マップに基づいて点火時期を設定する
（ブロックＢ２０）。この場合の設定マップは、後期リ
ーンモードでＥＧＲ作動中と、後期リーンモードでＥＧ
Ｒ停止中と、前期リーンモードと、ストイキオフィード
バック運転でＥＧＲ作動中と、オープンループ運転又は
ストイキオフィードバック運転でＥＧＲ停止中の５モー
ドに関して設けられている。こうして得られた点火時期
に各種リタード補正を施して（ブロックＢ２１）、これ
に基づいて点火コイルの制御を行なう。

【００３８】また、ＥＧＲの流量制御についても、フィ
ルタリング処理（ブロックＢ６）された補正後目標Ｐｅ
とエンジン回転速度Ｎｅとから、マップに基づいてＥＧ
Ｒの流量を設定する（ブロックＢ２２）。この場合の設
定マップは、Ｄレンジでの後期リーンモードと、Ｎレン
ジでの後期リーンモードと、Ｄレンジでのストイキオフ
ィードバック運転モードと、Ｎレンジでのストイキオフ
ィードバック運転モードとの４モードに関して設けられ
ている。

【００３９】こうして得られたＥＧＲの流量を水温補正
（ブロックＢ２３）を施して、開度に応じた制御量（デ
ューティ比）を設定して（ブロックＢ２４）、ＥＧＲの
流量制御を行なう。そして、これらのブロックＢ２２，
ブロックＢ２３及びブロックＢ２４から目標排気ガス還
流量設定手段１００が構成されている。なお、水温補正
（ブロックＢ２３）に関しても、エンジンの運転状態
（ここでは、後期リーンモードとストイキオフィードバ
ック運転モードとの２モード）に応じたマップが用いら
れている。

【００４０】次に、本発明の要部について図１及び図５
を用いて説明すると、本装置は、運転モード（又は燃料
噴射モード）の切り換え前後でＥＧＲを作動させる場合
の排気ガス還流量の制御に関するものであって、上述の
ような運転モード切り換え時に、排気ガス還流量を目標
排気ガス還流量設定手段１００で設定される目標排気ガ
ス還流量よりも一時的に減少させるようになっている。

【００４１】このため、図１に示すように、ＥＣＵ１６
には、排気ガス還流量補正手段１００ａが設けられてお
り、上述のような運転モード切り換え時には、この排気
ガス還流量補正手段１００ａにより、目標排気ガス還流
量設定手段１００で設定される目標排気ガス還流量が補
正されるようになっている。具体的には、ストイキオ運
転モードから後期リーンモードへ切り換える場合、及び
後期リーンモードからストイキオ運転モードへ切り換え
る場合に、一時的に目標排気ガス還流量よりも実排気ガ
ス還流量が少なくなるように、排気ガス還流装置（ＥＧ
Ｒ装置）２００が制御されるようになっているのであ
る。

【００４２】このような制御を行なうのは、主に以下の
理由によるものである。すなわち、運転モードの切り換
え時には、エンジンのトルク変動を抑制するために、第
２エアバイパスバルブ（＃２ＡＢＶ）６による空気量制
御やインジェクタ２１による燃料噴射量制御により目標
空燃比Ａ／Ｆの変更等を行なっているが、このような場
合に、目標排気ガス還流量のみを運転モードに応じて一
気に切り換えてしまうと、燃焼状態が急激に変動してし
まい、燃焼状態が悪化することが考えられる。

【００４３】そこで、本装置では、上述したように、運
転モードの切り換え時には、排気ガス還流量補正手段１
００により、目標排気ガス還流量設定手段１００で設定
される目標排気ガス還流量よりも実際の排気ガス還流量
が一時的に小さくなるように補正して、燃焼室１８内の
燃焼状態の悪化を防止するようにしているのである。な
お、このような排気ガス還流量の調整は、実際にはＥＧ
Ｒバルブ３０の作動を補正することにより実行される。

【００４４】以下、このような運転モード切り換え時の
排気ガス還流量の制御について、図５（ａ）〜（ｄ）を
用いて説明する。まず、運転モード切り換え時の目標空
燃比Ａ／Ｆの制御について説明する。目標空燃比Ａ／Ｆ
は、運転モード切り換え時には、上述したように第２エ
アバイパスバルブ（＃２ＡＢＶ）６による空気量制御や
インジェクタ２１による燃料噴射量制御により変更され
るようになっている。このうち、第２エアバイパスバル
ブ６は、エンジン１の燃焼室１８に供給される空気量を
補正するための空気量補正手段として構成されており、
運転モード切り換え時の目標空燃比Ａ／Ｆの変更は、主
に第２エアバイパスバルブ６の開度制御により実行され
るようになっている。

【００４５】そして、ストイキオ運転モードから後期リ
ーンモードへの切り換え時、及び後期リーンモードから
ストイキオ運転モードへの切り換え時には、目標空燃比
Ａ／Ｆは、空気量補正手段により、図５（ａ）に示すよ
うに制御されるようになっている。すなわち、ストイキ
オ運転モードから後期リーンモードへの切り換え時に
は、目標空燃比Ａ／Ｆは、一気に（ステップ状に）変更
されるのではなく、実際の切り換えタイミングＡよりも
所定時間前（タイミングＡ₁で示す）から目標空燃比Ａ
／Ｆを徐々にリーン側に変更し、燃料噴射切り換えタイ
ミングＡにおいて所定量だけ一気に目標空燃比Ａ／Ｆを
変更するのである。そして、この切り換えタイミングＡ
から所定時間後（タイミングＡ₂で示す）までの間に、
さらに目標空燃比Ａ／Ｆを徐々に増加させて、後期リー
ンモードの目標空燃比Ａ／Ｆに切り換えるようになって
いる。

【００４６】また、これと同様に、後期リーンモードか
らストイキオ運転モードへの切り換え時においても、目
標空燃比Ａ／Ｆは、一気に（ステップ状に）変更される
のではなく、実際の切り換えタイミングＢよりも所定時
間前（タイミングＢ₁で示す）から目標空燃比Ａ／Ｆを
徐々にリッチ側に変更し、燃料噴射切り換えタイミング
Ｂにおいて所定量だけ一気に目標空燃比Ａ／Ｆを変更す
るのである。そして、この切り換えタイミングＢから所
定時間後（タイミングＢ₂で示す）までの間に、さらに
目標空燃比Ａ／Ｆを徐々に増加させて、ストイキオ運転
モードの目標空燃比Ａ／Ｆに切り換えるようになってい
る。

【００４７】これにより、燃焼室１８に供給される空気
量は、図５（ｄ）に示すようになり、運転モード切り換
え時には急激に空気量が変化することなく、緩やかに空
気量が増加又は減少するようになる。これにより、運転
モード切り換え時のトルク変動が抑制されるのである。
一方、このときの排気ガス還流量は、図５（ｂ）に示す
ようにＥＧＲバルブ３０の開度調整を行なうことで、制
御されるようになっている。

【００４８】すなわち、ストイキオ運転モードから後期
リーンモードへの切り換え時には、通常では、図５
（ｂ）の一点鎖線に示すように運転モードの切り換えタ
イミングＡに同期させてＥＧＲバルブ３０を目標開度ま
で一気に開放し、目標排気ガス還流量が得られるように
設定することが考えられるが、本装置では、燃焼状態の
悪化を防止すべく、図５（ｂ）の実線に示すように、運
転モードの切り換えタイミングＡよりも所定時間前のタ
イミングＡ₁において、一旦ＥＧＲバルブ３０の開度を
略全閉近くまで絞り、運転モードの切り換えタイミング
Ａから所定時間経過後のタイミングＡ₂に、ＥＧＲバル
ブ３０を目標開度まで開放して目標排気ガス還流量を得
るように設定されているのである。

【００４９】また、後期リーンモードからストイキオ運
転モードへの切り換え時についても、通常では、運転モ
ードの切り換えタイミングＢに同期させてＥＧＲバルブ
３０を一気に目標開度まで絞り、目標排気ガス還流量が
得られるように設定することが考えられるが、本装置で
は、運転モードの切り換えタイミングＢよりも所定時間
前のタイミングＢ₁において、一旦ＥＧＲバルブ３０の
開度を略全閉近くまで絞り、運転モードの切り換えタイ
ミングＢから所定時間経過後のタイミングＢ₂に、ＥＧ
Ｒバルブ３０を目標開度まで開放して目標排気ガス還流
量を得るように設定されているのである。

【００５０】これにより、燃焼室１８に還流される排気
ガス量（実ＥＧＲ量）は、図５（ｃ）に示すような特性
となる。すなわち、運転モード切り換えタイミングＡに
おいては、切り換え前の実ＥＧＲ量よりも減少すること
になり、その後増加して、通常の目標排気ガス還流量と
なるのである。したがって、ストイキオ運転モードから
後期リーンモードへの切り換え時には、一旦還流される
排気ガスが低減されるので、運転モードの切り換え時に
急激に排気ガス還流量が増加することがなく、燃焼状態
の悪化を生じることなく速やかに運転モードを切り換え
ることができるのである。

【００５１】また、後期リーンモードからストイキオ運
転モードへの切り換えタイミングＢにおいては、排気ガ
ス還流量は、速やかに減少することになり、後期リーン
モード時の残留ＥＧＲガスの影響を排除することができ
るのである。本発明の一実施形態としての排気ガス還流
制御装置は、上述のように構成されているので、ＥＧＲ
装置２００を作動させながらストイキオ運転モードから
後期リーンモードへの切り換えが行なわれる場合、ＥＧ
Ｒバルブ３０の開度を一旦略全閉近くまで絞ることで、
目標排気ガス還流量設定手段１００で設定される目標排
気ガス還流量よりも実際の排気ガス還流量（実ＥＧＲ
量）の方が一時的に少なく設定される。

【００５２】これにより、実ＥＧＲ量の急激な増大を抑
制することができ、このような運転モード切り換え時の
ＥＧＲ量の急激な変化に起因する燃焼状態の悪化を防止
することができる。また、ＥＧＲ装置２００を作動させ
ながら後期リーンモードからストイキオ運転モードへの
切り換えが行なわれる場合も、上述と同様にＥＧＲバル
ブ３０の開度を一旦略全閉近くまで絞ることで、目標排
気ガス還流量設定手段１００で設定される目標排気ガス
還流量よりも実際の排気ガス還流量（実ＥＧＲ量）の方
が一時的に少なく設定されることになる。

【００５３】ところで、後期リーンモード時には還流さ
れる排気ガスは比較的多く、一方、ストイキオ運転モー
ドで要求されるＥＧＲ量は後期リーンモードに比べれば
僅かである。このため、後期リーンモードからストイキ
オ運転モードへの切り換え直後には、排気ガス還流通路
（ＥＧＲ通路）２９内及び吸気通路内に後期リーンモー
ドで要求された排気ガスが残留してしまい、ストイキオ
運転モードに切り換わっているにもかかわらず、要求さ
れるＥＧＲ量よりも多量の排気ガスが燃焼室１８に供給
されることが考えられるが、本装置のように、運転モー
ド切り換え時に、ＥＧＲバルブ３０の開度を一旦略全閉
近くまで絞ることで、このような残留排気ガス（残留Ｅ
ＧＲ）による燃焼状態への影響を極力排除することがで
き、やはり、燃焼状態の悪化を防止することができるの
である。

【００５４】すなわち、後期リーンモードからストイキ
オ運転モードへの切り換え時のように、空気量を減少さ
せる場合には上述のようにＥＧＲ量も減少させたいとい
う要望があるが、第２エアバイパスバルブ６を閉方向に
駆動すると新気空気量が減少するためＥＧＲ率は増加す
る方向にあり、ＥＧＲ率を低下させるためには新気空気
量の減少度合いよりもＥＧＲ率の減少度合いを大きくす
る必要がある。しかしながら、通常は上述したような残
留ＥＧＲガスによる影響により、運転モード切り換え直
後では、ＥＧＲ量が必要以上に多くなりがちであった。

【００５５】これに対して、運転モード切り換え時に、
ＥＧＲバルブ３０の開度を一旦略全閉近くまで絞ること
で、このような切り換え時の燃焼状態の悪化を防止する
ことができるのである。また、このとき運転モード切り
換え時のＥＧＲバルブ３０の開度を一時的に全閉とすれ
ば、より一層運転モード切り換え時間を短くすることが
でき、排気ガス性能の悪化を低減することもできるとい
う利点がある。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の排気ガス
還流制御装置によれば、排気ガス還流装置を作動させな
がら燃料噴射モードを切り換える場合、目標排気ガス還
流量設定手段で設定される目標排気ガス還流量よりも実
際の排気ガス還流量の方が一時的に少なく設定されるの
で、実際の排気ガス還流量の急激な増大を抑制すること
ができ、これに起因する燃焼状態の悪化を防止すること
ができるという利点がある。

【００５７】また、燃料噴射モードの切り換え前におけ
る残留排気ガスによる燃焼状態への影響を極力排除する
ことができ、やはり、燃焼状態の悪化を防止することが
できるのである。また、燃料噴射モード切り換え時に排
気ガス還流量を０にすれば、運転モード切り換え時間を
短くすることができ、排気ガス性能の悪化を低減するこ
ともできるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての排気ガス還流量制
御装置における要部機能に着目した機能ブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施形態としての排気ガス還流制御
装置を有する内燃機関の全体構成を示す模式図である。

【図３】本発明の一実施形態としての排気ガス還流制御
装置を有する内燃機関の機能ブロック図である。

【図４】本発明の一実施形態としての排気ガス還流制御
装置を有する内燃機関の運転モードについて説明する図
である。

【図５】本発明の一実施形態としての排気ガス還流制御
装置の燃料噴射モード切り換え時における動作を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１エンジン本体２吸気通路２Ａ吸気ポート３スロットル弁設置部分４エアクリーナ５バイパス通路（第２バイパス通路）６第２エアバイパスバルブ（＃２ＡＢＶ）７吸気管８サージタンク９吸気マニホールド１２アイドルスピートコントロール機能を備えたもの１３バイパス通路（第１バイパス通路）１４第１エアバイパスバルブ（＃１ＡＢＶ）１５スロットルバルブ１６電子制御装置（ＥＣＵ）１７排気通路１７Ａ排気ポート１８燃焼室１９吸気弁２０排気弁２１燃料噴射弁（インジェクタ）２２燃料タンク２３Ａ〜２３Ｅ燃料供給路２４低圧燃料ポンプ２５高圧燃料ポンプ２６低圧レギュレータ２７高圧レギュレータ２８デリバリパイプ２９排気ガス還流通路（ＥＧＲ通路）３０ＥＧＲバルブ３１ブローバイガス還元流路３２クランク室積極換気用通路３３クランク室積極換気用バルブ３４キャニスタ３５排気ガス浄化用触媒３６吸気温度センサ３７スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）３８アイドルスイッチ４０第１気筒検出センサ４１クランク角センサ４２水温センサ４３Ｏ₂ センサ１００目標排気ガス還流量設定手段１０１運転状態検出手段１００ａ排気ガス還流量補正手段２００排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｅ３０１Ｊ３０１Ｋ３０１Ｎ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｆ３０１Ｇ３１２３１２ＡＦ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ５５０Ｒ (72)発明者田村宏記東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる目標空燃比に基づいて設定される
複数の燃料噴射モードを切り換え可能な内燃機関におい
て、排気ガスの一部を吸気に還流する排気ガス還流装置と、各燃料噴射モード毎に異なる目標排気ガス還流量を設定
する目標排気ガス還流量設定手段とをそなえ、該燃料噴射モード切り換え時に、該目標排気ガス還流量
設定手段により設定される該目標排気ガス還流量よりも
該排気ガス還流量が小さくなるように補正する排気ガス
還流量補正手段が設けられていることを特徴とする、排
気ガス還流制御装置。
【請求項２】該目標排気ガス還流量設定手段により設
定される目標排気ガス還流量が減少する方向に燃料噴射
モードが切り換えられた時には、該排気ガス還流量補正
手段により該排気ガス還流量が略０に補正されるように
構成されていることを特徴とする、請求項１記載の排気
ガス還流制御装置。
【請求項３】該内燃機関が、該内燃機関の運転状態に
応じて、主として圧縮行程で燃料噴射を行なうとともに
理論空燃比よりも希薄側空燃比で運転する圧縮行程噴射
モードと、主として吸気行程で燃料噴射を行なうととも
に該希薄空燃比よりも濃化側空燃比で運転する吸気行程
噴射モードとを切り換え可能な筒内噴射内燃機関であっ
て、該燃料噴射モードに応じて、該内燃機関の燃焼室に供給
される空気量を補正する空気量補正手段をそなえている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の排気ガス還流
制御装置。
【請求項４】該内燃機関が、該燃料噴射モードの切り
換え時に空燃比が切り換えられるように構成され、該空燃比が切り換えられた時には、該目標排気ガス還流
量設定手段により設定される該目標排気ガス還流量より
も該排気ガス還流量が小さく設定されるように構成され
ていることを特徴とする、請求項１記載の排気ガス還流
制御装置。
【請求項５】該内燃機関が、該燃料噴射モードの切り
換え時に空燃比が切り換えられるように構成され、該空燃比の切り換え時には、該空燃比の切り換えに先立
って、該目標排気ガス還流量設定手段により設定される
該目標排気ガス還流量よりも該排気ガス還流量が小さく
設定されるように構成されていることを特徴とする、請
求項１記載の排気ガス還流制御装置。